Токоограничивающее устройство

Токоограничивающее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К ASTQPCNOMV СВИДЕтиЛЬСтв

Союз Советских

Социалистииеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.02.77 (21) 2452001/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 01 Н 77/!О

Государственный номнтет

СССР по делам изобретений н открытнй (53) УДК 621.316..57 (088.8) Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 20.05.79 (72) Авторы изобретения

Г. Ф. Мицкевич и Л. В. Ткаченко (71) Заявитель (54) ТОКООГРАНИЧИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к низковольтным электрическим аппаратам, в частности к автоматическим воздушным выключателям.

Известны токоограничивающие устройства, содержащие контактную, дугогасительную и магнитные системы, которые обеспе- s чивают отброс подвижных контактодержателей, и ручной привод с защелкой, обеспечивающий фиксацию подвижных контактодержателей в разомкнутом положении и возврат их в замкнутое положение. Однако чувствительность таких устройств к токам аварийного режима недостаточно высока. Кроме того, может происходить как несогласованный

l отход контактодержателей подвижных контактов до упоров с последующей их фиксацией, так и неодинаковое их расхождение либо из-за неравномерной токовой нагрузки в аварийном режиме по фазам, либо из-за того, что параметры силовых цепей при аварийных режимах случайны в силу неопределенности места аварийной ситуации и ее характера, при этом не исключена возможность приварки контактов в отдельных фазах из-за того, что противодействующие усилия контактных пружин превосходят электродинамические силы отброса.

Известны также токоограничивающие устройства, содержащие установленные в изоляционном корпусе в каждом полюсе контактную и дугогасительную системы, причем подпружиненные контактодержатели подвижных контактов установлены с возможностью поворота на осях в плоскости, параллельной контактодержателям неподвижных контактов, гибкие проводники, выводные шины и механизм задержки, состоящий из регулируемого упора, пальца, собачки, которая одним своим концом установлена на оси контактодержателя подвижного контакта, а другим опирается на поверхность регулируемого упора, пружины кручения, установленной на той же оси, что и собачка, храповика, установленного с возможностью возвратно-вращательного движения, одна часть которого выполнена зубчатой, по крайней мере одного подпружиненного инерционного маховика, установленного на другой оси, и противодействующей пружины, которая одним своим концом прикреплена к маховику, а другим — к регулируемому упору. Эти токоограничивающие устройства также не обеспечивают одинаковой по длительности во времени задержки контактодержателей подвиж662996

= " -""нйх контактов в отключенном положении с йоследуютцим одйовременным "и согласован"йым возвратом их -в замкнутое положение независимо от величины их отброса.

Цель изобретения — обеспечение одинаковой йо длительности во времени задержки контактодержателей подвижных контактов в

"=отЮФЙенном положении с последующим однойфемеййътм к согласованным возвратом их в" замкнутое положение независимо от величины их отброса.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве механизм задержки установлен в корпусе, выполненном в виде скрепленных боковин, и снабжен кулисой с криволинейнйм йазoм и допотййтельным пальцем, пальцы жестко закреплены на маховике, а другая

=часть храйовика выполнена с отверстием, в кбторое введен один из пальцев маховика, другой палец при этом расположен в криволинеййом пазу кулисы; подвижно установленной на дополнительной оси, закрепленной в боковинах корпуса, в которых также зак= реп гены ось махОвика, установленного с воз= моЖностью вращения вокруг своей оси, и регулируемый упор.

Механизм задержки может быть снабжен дополнительным инерционным маховиком и дополнительной кулисой с дополнительным отверстием, установленной с возможностью вращения на одной оси с указанной кулисой, причем эта ось закреплена в обеих кулисах, а дополнительный инерционный маховик ус= тайовлен с возможностью вращения на общей оси, что и указанный маховик, при этом на дополнительном маховике жестко закреплен другой палец, который расположен в отверстии дополнительной кулисы.

Дополнительное отверстие дополнительной «учись может быть. выполнено в виде прямолинейного паза.

Дополнительная кулиса может быть выполнена в виде двух деталей, шарнирно связанных между собой, в одной из которых выполнено указанное дополнительное отверстие.

На фиг. 1 изображено описываемое токоогра ничивающее устройство, разрез через один полюс; на фиг. 2 — механизм задержки, вертикальная и профильная проекции; на фиг. 3 — кулиса в сборе, вертикальная и профильная проекции; на фиг. 4 — другой вариант выполнения механизма задержки, вертикальная и профильная проекции; на фиг. 5 — ведущий подпружиненный инерционный маховик в сборе, вертикальная и профильная проекции; на фиг. 6 — ведоиый инерционный маховик в сборе, вертикальная и профильная проекции; на фиг. 7 " — храповик в сборе, вертикальная и профильная проекции; на фиг. 8 и 9 — варианты выполнения кулисы, вертикальная и профильная проекции.

В ячейках электроизоляционного корпуса 1, внутренняя полость которого представляет собой три разных по объему ячейки, установлены механизмы 2 задержки,в боковинах которых расположены контактодержатели 3 подвижных контактов на собственных осях 4. На одном конце каждого подS вижного контактодержателя 3 закреплен подвижный контакт 5, а на другом его конце— гибкий проводник 6, соединенный с выводной шиной 7, которая крепится к корпусу

1 крепежными деталями. В отверстии контактодержателя 3 подвижного контакта установлена ось 8, на которой расположены собачка 9 и пружина 10 кручения, при помощи которой обеспечивается постоянное силовое замыкание между контактодержателем подвижного контакта, собачкой 9 и ме1S ханизмом 2 задержки. Контактное нажатие при этом обеспечивается пружиной 11, установленной на осях 8 и 12. U — образный контактодержатель 13 неподвижных контактов 14 установлен в электроизоляционной обойме 15, которая в свою очередь устанав20 ливается в корпус 1. Одновременно обойма

15 электроизолирует разрыв в полюсе. Она крепится в корпусе 1 при помощи электроизоляционной вставки 16 и крепежных деталей 17 для предохранения от деформаций ветвей контактодержателя 3 неподвижных

25 контактов. Во внутреннеи полости U — образной формы контактодержателя 13 установлена электроизоляционнная распорка 8. а по линии разъема между корпусом 1 и крышкой 19 — электроизоляционные перегородки 20, которые имеют прямолиненые пазы для прохода контактодержателей 3 подвижных контактов. В крышке 19 размещены дугогасительные устройства, разделенные между собой электроизоляционными перегородками 21. Крышка !9 со вставленными в нее дугогасительными устройствами устанавливается на корпус 1 и крепится крепежными деталями.

Механизм 2 задержки состоит из боковин

22 и 23, составляющих его корпус и скреп4 ленных между собой крепежными деталями

24, ведущего подпружиненного инерционного маховика 25, кулисы 26 с криволинейным пазом (возможно выполнение с дополнительным прямолинейным пазом или круглым отверстием — см. фиг. 8 и 9) и дополнитель45 ной осью 27. В ведущем подпружиненном маховике 25 запрессованы палец 28, расположенный в начале криволинейного паза кулисы 26, и палец 29, расположенный в прямолинейном отверстии храповика 30, вращающегося на собственной оси 31. Кроме того, механизм задержки содержит регулируемый упор 32 сброса с крепежной деталью 33. В ведущем подпружиненном инерционном маховике 25 запрессована пружина 34, на которой одним своим концом крепится противодействующая пружина 35, а другим своим концом противодействующая пружина крепится к проушине регулируемого упора 36, при помощи которого осуществляется регу662996

10 зо зо

5 лировка общего противодействующего усилия механизма 2 задержки. Упор 36 жестко закреплен в боковине 22.

На общей оси 37 свободно вращается ведущий подпружиненный инерционный маховик 25, а также дополнительный ведомый (ведомые) инерционный маховик 38 (для соответствующего конструктивного исполнения механизма задержки) с запрессованным пальцем 39, который расположен в прямолинейном пазу (отверстии) дополнительной кулисы 40. При этом возможен вариант выполнения кулисы 40 из двух звеньев (деталей) — звена 41 (см. фиг. 9), в котором выполнен криволинейный паз 42, и звена 43, в котором выполнено круглое отверстие 44, скрепленных между собой шарнирно деталью 45. В боковинах 22 и 23 имеются прямолинейные вырезы 46, в которые (в собранный механизм 2 задержки) устанавливаются контактодержатели 3 подвижных контактов на собственных осях 4.

Криволинейный паз 42 может быть выполнен в ведущем подпружиненном инерционном маховике, при этом соответствующий палец по зацеплению установлен в кулисе, палец ведомого инерционного маховика также установлен в кулисе, а прямолинеиный паз выполнен в ведомом инерционном маховике.

Как ведущий подпружиненный инерционный маховик, так и ведомый инерционный маховик могут быть выполнены с собственными осями вращения. Механизм задержки в каждой ячейке фиксируется при помощи крепежных деталей.

Принцип действия токоограничивающего б

Контактодержатели 3 подвижных контактов токоограничивающего устройства благо даря тому, что собачки 9 вошли в зацепление с храповиками 30 механизмов 2 задержки, под действием разности усилий между контактным нажатием пружины 11 и общим противодействующим усилием механизма задержки (в каждом разрыве полюса) медленно возвращаются в замкнутое положение.

При зазоре 2 мм между контактами 5 и 14 происходит сброс общего противодействующего усилия (в каждом разрыве полюса) благодаря тому, что храповик 30 начинает вращаться вокруг своей оси 31 до тех пор, пока собачка 9, находящаяся в зацеплении с храповиком, не найдет на регулируемый упор

32 сброса.

После сброса общего противодействующего усилия механизма 2 задержки контактодержатели 3 подвижных контактов замыкаются только под действием усилия пружин

11 контактных нажатий, обеспечивающих такую скорость, при которой исключается приварка контактов 5 и 14. Храповик 30 механизма 2 задержки вместе с его другими элементами под действием противодействующей пружины 35 возвращается в исходное (первоначальное) положение. Разность усилий между контактным нажатием пружины 11 и общим противодействующим усилием механизма 2 задержки (в каждом разрыве полюса) регулируется регулируемым упором

36.

Кинематическая связь между контактодержателями 3 подвижных контактов и механизмами 2 задержки обеспечивается собачками 9. зз

45

5$ устройства совместно с автоматическим выключателем состоит в том, что при возникновении в цепях питания токов, отличных от допустимых, под воздействием возникших электродинамических усилий контакты 5 и

14 токоограничивающего устройства размыкаются значительно раньше, чем аварийные токи достигнут своего максимального амплитудного значения.

Электрические дуги, образующиеся между размыкающимися контактами 5 и 14 токоограничивающего устройства, ограничивают своим возрастающим сопротивлением нарастание аварийного тока. Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя под действием ограниченного тока, если его величина превосходит ток уставки автоматического выключателя, сбрасывает расхождение контактов автоматического выключателя и отключение ограниченного тока.

После исчезновения тока в цепи контак-ты автоматического выключателя остаются в разомкнутом положении и могут быть включены либо ручным, либо дистанционным приводом после устранения причин, вызвавших срабатывание токоограничивающего устройства и автоматического выключателя.

Постоянное силовое замыкание в механизме 2 задержки обеспечивается протйводействующей пружиной 35.

В процессе работы инерционный подпру- ф жиненный веду|ций маховик 25, совершающий вращательно-возвратное движение, передает этодвижение через палец 28 кулисе 26 или 40. Палец 28, вращаясь вместе с ведущим маховиком 25, давит на соответствующие стенки криволинейного паза кулисы 26 или 40 и заставляет кулису качаться на своей оси. Кроме того, это же давление создает тормозной момент и обеспечивает остановку кулисы 26 или 40 при смене ею направления качения благодаря наличию в кулисе криволинейного паза. Криволинейный паз кулисы 26 или 40 удлиняет путь контактирования пальца 28 с маховиком 25 и тем самым создает дополнительный тормозной путь при малом угле поворота ведущего маховика на угол, равный 90 .

Кулиса 40, воздействуя на палец 39 своим прямолинейным пазом, заставляет ведомый маховик 38 совершать такое же колебательное движение на своей оси. Ведомый инерционный маховик введен в конструкцию как дополнительная инерционная масса.

662996

Участок х-g храповика 30 вы ttо лн"ен гладким, без зубьев, потому, что минимальная длительность задержки механизма 2 задержки, равная не менее 0,02 — 1,0 с, определяется минимальным углом<Ф. поворота храповика, высотой h, шагом t, количеством зубьев в криволинейном пазу кулисы 26 и расстоянием от пальцев 28 и 29, закрепленных в

=ведущем" подпружиненном инерционном маховике 25, .до осей 27 и 37 вращения, т.е. независимо от величины отброса (зазора) контактодержателей 3 подвижных контактов минимальная длительность задержки их остается практически постоянной величиной и равна не менее 0,02 — 1,0 с.

По истечении необходимого MHHHMBJlbHQго периода времени задержки контактодер жатели подвижных контактов возвращаются в замкнутое положение под действием раз ности усилий Тежду контактным йажатием и общим противодействующим усилйем механизма задержки. Эта разность усилий должна быть минимальной и достигается за " счет регулировки противодействующей пружины регулируемым уйором.

Под заде рж кой ко нтактодерж ател ей подвижных контактов в разомкнутом положении на необходимый минимальный период

"времени следует понимать медленный возв"рат их в замкнутое положение потому, что в- каждом контактодержателе подвижных

"кбнтактов, в каждом полюсе,"установлен механизм задержки, который обеспечивает замедлейие скорости возврата в замКнутое положение контактодержателей подвижных

" койтактов itо величины, значительно меньшей —,-.--.--той скорости, которая могла бы быть" от-воздействия только усилий контактных нажатий при возврате контактодержателей подвижных контактов в замкнутое (рабочее) поло@жение.

По достижении зазора 2 мм между контактами происходит сброс противодействующегб усилия механизма задержки и движение контактодержателей подвижных контактов до замыкания их происходит под действием усилий пружин контактных нажатий, т. е. контактодержатели йодвижйых контактов опять приобретают необходимую ско рость -йх "движения исключая возможность приварки контактов.

Контактная система блока обесйечивает быстрый отброс контактодержателей пбдвиж нйх контактов электродинамическими- усилиями при возникновении авариййъ1х токов величиной менее 5кА амйлитудного значения благодаря введению в цепь каждого полюса "" двух электрических дуг с последующей задержкой контактодержателей подвижных

* койтактов" в" рàзомкйутоЪГ" полоЖеййи" на необходимый минимальный период времени общим противодействующим усилием механизva задержки, что обеспечивает- высокую и йадежную степень токоограниченйя при эксплуатации предлатаемого устройства, пос8 ледовательно включенного с автоматическим выключателем. При этом электрические дуги вводятся в аварийные силовые цепи значительно раньше, чем электромагнитный расцепитель обеспечит расхождение контактной системы автоматического выключателя, 5 вследствие чего контакты автоматического выключателя отключают только ограниченный ток, т. е. при указанном сочетании токоограничивающее устройство выполняет функции накопителя электрической энергии, а автоматический выключатель — функции разъединителя.

Формула изобретения

1. Токоограничивающее устройство для

15 автоматических выключателей, содержащее установленные в изоляционном корпусе в

КаЖдом полюсе контактную и дугогаситель ную системы, причем подпружиненные контактодержатели подвижных контактов установлены с возможностью поворота на осях

20 в плоскости, параллельнои контактодержателям неподвижных контактов, гибкие проводники, выводные шины и механизм задержки, состоящий из регулируемого упора, пальца, собачки, которая одним своим кон25 цом установлена на оси контактодержателя подвижного контакта; а другим опирается на поверхность регулируемого упора, пружины кручения, установленной на той же оси, что и собачка, храповика, установленного с воайожностью возвратно-вращательного дви30 жения, одна часть которого выполнена зубчатой, по крайней мере одного подпружиненного инерционного маховика, установленного на другой оси, и противодействующий пружины; которая одним своим концом прик55 реплена к маховику, а другим — к регулируемому упору, отличающееся тем, что, с целью обеспечения одинаковой по длительности во времени задержки контактодержателей подвижных контактов в отключенном положении с последующим одновременным и согласованным возвратом их в замкнутое положение независимо от величины их отброса, механизм задержки установлен в корпусе, выполненном в виде скрепленных боковин, и снабжен кулисой с криволинейным пазом

4s и дополнительным пальцем, пальцы жестко закреплены на маховике, а другая часть храповика выполнена с отверстием, в которорое введен один из пальцев маховика, другой палец при этом расположен в криволинейном пазу кулйсы, подвижно установленной на дополнительной оси, закрепленной в боковинах корпуса, в которых также закреплены ось маховика, установленного с возможностью вращения вокруг своей оси, и регулируемый упор.

j5 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм задержки снабжен дополни.тельным инерционным маховиком и дополнительной кулисой с дополнительным отверI

662996

12

9 стием, установленной с возможностью вращения на одной оси с указанной кулисой, причем эта ось закреплена в обеих кулисах, а дополнительный инерционный маховик установлен с возможностью вращения на общей оси, что и указанный маховик, при этом на дополнительном инерционном маховике закреплен другой палец, который расположен в отверстии дополнительной кулисы.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что дополнительное отверстие дополнительной кулисы выполнено в виде прямолинейного паза.

4. Устройство по пп. 1-3, отличающееся

5 тем, что дополнительная кулиса выполнена в виде двух деталей, шарнирно связанных между собой, в одной из которых выполнено указанное дополнительное отверстие.

662996

Й l2, 7 г7

Составитель Н. Кузнецова

Редактор А. Пейсоченко Техред О. Луговая Корректор А. Власенко

Заказ 2700/53 Тираж 022 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4